Дизайн, металлургия, механические свойства и формообразующая способность 3 термообработанных ротационных систем: многометодическое исследование

Аннотация

Цель Целью данного исследования было сравнить 3 ротационных системы по дизайну, металлургии, механическим свойствам и способности к формированию.

Материалы и методы Новые инструменты Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary и REX 25 (n=41 в группе) были проанализированы по дизайну, металлургии и механической производительности, в то время как способность к формированию (нетронутые стенки канала, объем удаленного дентита и остатки твердых тканей) была протестирована на 36 анатомически сопоставленных корневых каналах нижних моляров. Результаты были сопоставлены с использованием одностороннего ANOVA с пост-хок тестами Тьюки и Краскала-Уоллиса с уровнем значимости, установленным на 5%.

Результаты Все инструменты показали симметричные поперечные сечения с асимметричными лезвиями, без радиальных площадок, без крупных дефектов и почти экватомной соотношением никеля и титана. Наивысшие температуры начала R-фазы были зафиксированы у WaveOne Gold (46.1°C) и REX (44.8°C), в то время как у Reciproc Blue были самые низкие температуры начала (34.5°C) и окончания (20°C) R-фазы. WaveOne Gold имел наименьшее время до разрушения (169 с) и наибольшую максимальную нагрузку (301.6 gf) (P <0.05). Максимальный крутящий момент Reciproc Blue (2.2 N.cm) и WaveOne Gold (2.1 N.cm) были схожи (P >0.05), но ниже, чем у REX (2.6 N.cm) (P <0.05). Статистических различий между инструментами не наблюдалось в угле вращения (P >0.05) и в способности к формированию как в мезиальных, так и в дистальных каналах (P >0.05).

Заключение Хотя общий дизайн, температурные переходные фазы и параметры механического поведения различались среди протестированных инструментов, они были схожи по способности формировать.

Клиническая значимость Все протестированные системы с никель-титаном, обработанные теплом, показали схожую способность формировать, без клинически значительных ошибок.

Введение

В последние годы усилия по снижению частоты разрушений никель-титановых инструментов привели к двум основным технологическим достижениям: асимметричной осцилляционной кинематике — обычно известной как возвратно-вращательное движение — и термической обработке никель-титанового сплава. Возвратно-вращательное движение снимает напряжение с инструмента благодаря специальному противочасовому вращению для резки дентин и короткому часовому вращению для снятия напряжения с инструмента. В сравнении с непрерывным вращением, эта кинематика увеличивает срок службы инструмента, повышая его устойчивость к усталости и снижая вероятность пластической деформации. Тепловая обработка, в свою очередь, позволила разработать никель-титановые инструменты с кристаллической структурой на промежуточных стадиях между аустенитными и мартенситными фазами, но с существенной стабильной мартенситной фазой при температуре тела. Изменение кристаллической микроструктуры никель-титанового сплава значительно влияет на его механические свойства, поскольку мартенситная фаза обладает большей эластичностью и может достигать более высокой деформации при относительно низком напряжении по сравнению с аустенитной.

Reciproc Blue (VDW, Мюнхен, Германия) и WaveOne

Gold (Dentsply Sirona Endodontics, Бейляг, Швейцария) являются примерами ротационных инструментов, состоящих из значительных количеств мартенсита, полученного в результате запатентованных термических обработок сплава NiTi. Несколько исследовательских работ подтвердили повышенную усталостную прочность и гибкость этих термически обработанных систем по сравнению с традиционными инструментами из NiTi. В последнее время на рынок вышла система REX (Medidenta, Лас-Вегас, NV, США) с предложением иметь инструменты NiTi, изготовленные с различными термическими обработками, что позволяет гибкость и сопротивление быть последовательно сбалансированными в зависимости от металлической массы каждого инструмента в серии (https://bit.ly/3ZcKeEK). Эта система включает инструменты для механического создания пути [REX Glide Path (17/.05v)], с сплавом пурпурного цвета, и инструменты, представляющие различные желтоватые оттенки для формовки [REX 25 (25/.08v) и REX 40 (40/.06v)]. На сегодняшний день нет научных доказательств, подтверждающих эффективность или безопасность этих новых инструментов. Поэтому целью данного исследования было использование многометодического подхода для сравнения характеристик дизайна, металлургических особенностей, механической производительности и способности формовки инструментов REX с хорошо известными системами Reciproc Blue и WaveOne Gold. Нулевая гипотеза, которая была проверена, заключалась в том, что не будет различий между протестированными инструментами по оцененным свойствам.

Материалы и методы

Всего было проанализировано 123 новых 25-мм инструментов NiTi (41 в группе) из 3 ротационных систем [Reciproc Blue R25 (25/.08v), WaveOne Gold Primary (25/.07v) и REX 25 (25/.08v)] с точки зрения дизайна, металлургических характеристик и механической производительности. Кроме того, двадцать четыре инструмента (8 в группе) были использованы для тестирования формообразующей способности систем Reciproc Blue [4 R25 и 4 R40 (40/.06v)], WaveOne Gold [4 Primary и 4 Large (45/.06v)] и REX [4 REX 25 и 4 REX 40 (40/.06v)] в корневых каналах экстрагированных нижних моляров. Перед их использованием выбранные инструменты были осмотрены под стереомикроскопом (×13.6 увеличение; Opmi Pico, Carl Zeiss Surgical, Германия) на наличие дефектов, которые могли бы исключить их из тестирования, но ни один не был исключен.

Дизайн инструмента

Количество активных лезвий (в единицах) и спиральные углы (в градусах) на 6 самых корональных канавках 6 случайно выбранных инструментов из каждой системы были оценены под стереомикроскопом (×13.6 увеличение; Opmi Pico) с использованием программного обеспечения ImageJ v1.50e (Лаборатория оптических и вычислительных инструментов, Мэдисон, ВИ, США). Эти же инструменты были дополнительно оценены с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при увеличениях ×100 и ×500 (Hitachi S-2400, Hitachi, Токио, Япония) с точки зрения их дизайна активного лезвия (радиальные грани и симметрия), формы поперечного сечения, геометрии наконечника (активный или неактивный), отделки поверхности, деформаций и дефектов.

Металлургическая характеристика

Полуколичественный элементный анализ 3 инструментов из каждой тестируемой системы был проведен для оценки пропорций никеля, титана или любого другого соответствующего элемента с использованием сканирующего электронного микроскопа (S-2400; Hitachi), оснащенного рентгеновской спектроскопией с энергодисперсией (EDS) (Bruker Quantax; Bruker Corporation, Billerica, MA, USA), установленной на 20 кВ и 3,1 А. Анализ проводился на расстоянии 25 мм от поверхности (400 μm²) каждого инструмента с использованием специализированного программного обеспечения с коррекцией ZAF (Systat Software Inc., San Jose, CA, USA). Метод дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) (DSC 204 F1 Phoenix; Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb, Germany) использовался для определения температур фазовых переходов сплава инструментов в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам и ранее задокументированным протоколом. Температуры фазовых превращений анализировались с помощью программного обеспечения Netzsch Proteus Thermal Analysis (Netzsch-Gerätebau GmbH). В каждой группе тест DSC проводился дважды для подтверждения результатов. Тестируемые инструменты включают Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary, REX Glide Path, REX 25 и REX 40. В отличие от систем Reciproc Blue и WaveOne Gold, весь набор инструментов REX был протестирован из-за различий в их термической обработке, как утверждает производитель (https://bit.ly/3ZcKeEK).

Механические испытания

Механическая производительность выбранных систем была оценена с помощью циклической усталости, сопротивления кручению и изгибных испытаний. Расчет размера выборки основывался на наибольшей разнице в 2 между протестированными системами после 6 начальных измерений с учетом ошибки типа альфа 0,05 и мощности 80%. Для времени до разрушения, максимального крутящего момента и угла поворота (WaveOne Gold против REX) были определены окончательные размеры выборки в 6, 10 и 70 инструментов на основе эффектов размеров 111,8 (± 62,2), 0,6 (± 0,5) и 31,3 (± 47,2) соответственно, в то время как для максимальной нагрузки в изгибном испытании (WaveOne Gold против Reciproc Blue) эффект размера 59,6 (± 36,7) привел к окончательному размеру выборки в 8 инструментов. Хотя расчет размера выборки определил, что для оценки угла поворота потребуется 70 инструментов, это высокое значение можно считать малозначимым с клинической точки зрения, и поэтому размер выборки был установлен на уровне 10 для всех параметров.

Испытание на циклическую усталость проводилось на неусеченной кривой трубке из нержавеющей стали (радиус 6 мм и угол 86°) в соответствии с ранее описанной методологией, с использованием глицерина в качестве смазки. Испытанные инструменты были адаптированы к наконечнику с редукцией 6:1 (Sirona Dental Systems GmbH, Бенсхайм, Германия), работающему от мотора с контролем крутящего момента (VDW Silver; VDW GmbH), установленного в режимах RECIPROC ALL (Reciproc Blue и REX) или WAVEONE ALL (WaveOne Gold) и активированного в статическом положении. Испытание проводилось при комнатной температуре (20 °C) в соответствии с рекомендациями Американского общества по испытаниям и материалам, применяемым к суперэластичным NiTi материалам. Разрушение определялось визуальным и слуховым осмотром. Время до разрушения (в секундах) фиксировалось с помощью цифрового хронометра, а размер фрагмента (в мм) измерялся с помощью цифрового штангенциркуля для экспериментального контроля.

Тесты на крутильную и изгибную прочность проводились в соответствии с международными стандартами. В крутильном тесте инструменты были зажаты на их апикальных 3 мм и вращались против часовой стрелки с постоянной скоростью 2 оборота в минуту для оценки максимального крутящего момента (в N.cm) и угла вращения (в градусах) до разрушения. В изгибном тесте каждый инструмент был установлен в держателе файла мотора и позиционирован под углом 45° относительно пола, в то время как его апикальные 3 мм были прикреплены к проводу, соединенному с универсальным испытательным аппаратом (Instron 3400; Instron Corporation, Canton, MA, USA). Максимальная нагрузка, необходимая для смещения инструмента на 45°, при использовании нагрузки 20 N и постоянной скорости 15 мм/мин, была зафиксирована в граммах/силе (gf).

Способность к формированию

После одобрения местным Этическим комитетом (Протокол CE-FMDUL 13/10/20) девяносто четыре двухкорневых нижних моляра с полностью сформированными апексами были случайным образом выбраны из пула экстрагированных зубов и отсканированы с размером пикселя 11.93 мкм в микрокомпьютерном томографе (микро-КТ) (SkyScan 1173; Bruker-microCT, Контрих, Бельгия), установленном на 70 кВ, 114 мА, с вращением 360° с шагами 0.7°, используя алюминиевый фильтр толщиной 1 мм. Полученные проекции были реконструированы в аксиальные срезы с использованием стандартизированных параметров сглаживания (1), коэффициента затухания (0.05–0.007), упрочнения пучка (20%) и коррекции артефактов кольца (5) (NRecon v.1.6.9; Bruker-microCT). Трехмерная (3D) модель внутренней анатомии каждого зуба была создана (CTAn v.1.14.4; Bruker-microCT) и качественно оценена (CTVol v.2.2.1; Bruker-microCT) относительно конфигурации корневых каналов. Затем объем и площадь поверхности медиальных и дистальных каналов были рассчитаны от цементно-эмалевого соединения до апекса. На основе этих параметров образцы были анатомически сопоставлены для создания 3 групп по 4 зуба (n = 12 каналов). Затем каждая группа зубов была случайным образом назначена в экспериментальную группу в соответствии с системой подготовки: Reciproc Blue, WaveOne Gold и REX.

После подготовки доступа к полости зуба была подтверждена апикальная проходимость с использованием K-файла размера 10 (Dentsply Sirona Endodontics). Затем был выполнен глайд-пат с использованием K-файла размера 15 (Dentsply Sirona Endodontics) до рабочей длины (WL), установленной на 1 мм от апикального отверстия. Все каналы изначально обрабатывались инструментами размера 25, в зависимости от группы (Reciproc Blue R25, WaveOne Gold Primary и REX 25), а затем дистальные каналы дополнительно расширялись инструментами размера 40 (Reciproc Blue R40 и REX 40) или размера 45 (WaveOne Gold Large). Инструменты активировались в ротационном движении, управляемом электрическим мотором (VDW Silver; VDW), установленным в режимах “RECIPROC ALL” (Reciproc Blue и REX) или “WAVEONE ALL” (WaveOne Gold). Каждый инструмент перемещался в апикальном направлении с помощью медленного движения вперед-назад с амплитудой около 3 мм и легким давлением. После 3 движений инструмент извлекался из канала и очищался. Рабочая длина была достигнута после 3 волн инструментовки. Каждый инструмент использовался в одном зубе и утилизировался. Ирригация проводилась с общим объемом 15 мл 2,5% NaOCl на канал, за которой следовала финальная промывка 5 мл 17% EDTA (3 мин) и 5 мл дистиллированной воды с использованием шприца, оснащенного иглой 30-G NaviTip (Ultradent, South Jordan, UT, USA), расположенной на 2 мм от рабочей длины. Все процедуры выполнялись оператором с большим опытом работы с ротационными системами.

После незначительного высушивания корневых каналов бумажными точками (VDW) был выполнен финальный скан и реконструкция с использованием ранее упомянутых параметров, за которыми последовала ко-регистрация наборов данных, полученных до и после подготовки (программное обеспечение 3D Slicer 4.3.1; http://www.slicer.org). Способность к формированию оценивалась по трем параметрам: (i) объем (в мм³) дентинного материала, удаленного после подготовки, (ii) объем (в мм³) твердых тканей, образовавшихся в результате протоколов подготовки, и (iii) процент неприготовленных стенок канала, согласно методологиям, опубликованным в предыдущих исследованиях. Все анализы проводились экспертом, не знающим о протоколах формирования. Канальные соединения и дополнительные анатомии были исключены из анализа.

Статистический анализ

Для проверки нормальности данных использовались тесты Шапиро-Уилка и Лиллиефорса. Однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) и пост-хок тесты Тьюки были проведены для сравнения спирального угла, времени до разрушения, угла поворота, максимальной изгибающей нагрузки, объема корневого канала и площади поверхности, объема удаленного дентината, твердых тканей в мезиальных каналах и нетронутых стенок канала, в то время как тест Краскала-Уоллиса использовался для оценки максимального крутящего момента до разрушения и объема твердых тканей в дистальных каналах, при уровне значимости, установленном на 5% (SPSS v25.0 для Windows; SPSS Inc., Чикаго, IL, США). В зависимости от распределения данных результаты были обобщены как средние (стандартное отклонение) или медианные (межквартильный диапазон) значения.

Результаты

Дизайн инструмента

Стереомикроскопическая оценка показала схожее количество лезвий и спиральных углов в инструментах REX и WaveOne Gold (Таблица 1). SEM-анализ (Рис. 1) показал, что все инструменты имели симметричные поперечные сечения с асимметричными лезвиями и без радиальных площадок. Инструмент WaveOne Gold имел смещенное поперечное сечение в форме параллелограмма, в то время как REX и Reciproc Blue имели перевернутый S-образный профиль. Ни один из концов не мог быть идентифицирован как активный, и общая геометрия и углы перехода к лезвию варьировались среди инструментов. В то время как конец Reciproc Blue и WaveOne Gold был плоским, он имел форму пули в инструменте REX. При большем увеличении все инструменты показали схожую отделку поверхности с узором параллельных горизонтальных линий, созданных процессом шлифования. В инструментах REX также можно было наблюдать некоторые металлические перекаты на лезвиях.

Металлургические характеристики

Анализ EDS/SEM показал почти эквивалентный состав элементов никеля и титана во всех инструментах (соотношение Ni/Ti 1.016, 1.032 и 1.028 для инструментов Reciproc Blue, WaveOne Gold и REX соответственно), без каких-либо других отслеживаемых металлических элементов. Кривые охлаждения и нагрева протестированных инструментов, полученные с помощью DCS-анализов, изображены на рис. 2. Сравнение между системами (рис. 2a) показало различные кривые температур трансформации, что указывает на наличие R-фазы во всех из них при температуре испытания (20 °C). Наивысшие температуры начала R-фазы были зафиксированы у инструментов WaveOne Gold Primary (46.1 °C) и REX 25 (44.8 °C). У Reciproc Blue R25 были зафиксированы самые низкие температуры начала (34.5 °C) и окончания (20 °C) R-фазы (рисунок 2a). Самые низкие (8.5 °C) и самые высокие (51.3 °C) температуры начала и окончания аустенита были зафиксированы у инструмента WaveOne Gold Primary. DSC-тест инструментов REX (рис. 2b) продемонстрировал схожее термическое воздействие между REX Glide Path и REX 25 с незначительными различиями в температурах трансформации R-фазы, в охлаждающей трансформации мартенсита B19’ и в аустенитной трансформации во время кривых нагрева. С другой стороны, REX 40 показал значительные различия, в основном при охлаждении (трансформация R-фазы в мартенсит B19’) и при нагревании, с почти полностью перекрывающимися трансформациями мартенсита B19’ и R-фазы в аустенит-B2 (рис. 2b).

Механическая производительность

WaveOne Gold имел наименьшее время до разрушения и наибольшую максимальную нагрузку (P < 0.05), в то время как статистических различий в этих параметрах между инструментами Reciproc Blue и REX не наблюдалось (P > 0.05). Максимальные значения крутящего момента для Reciproc Blue и WaveOne Gold были схожи (P > 0.05), но ниже, чем у инструмента REX (P < 0.05). Различий между инструментами в угле вращения не наблюдалось (P > 0.05) (Таблица 1).

Способность к формированию

Гомогенность групп по морфометрическим параметрам объема и площади поверхности в мезиальных и дистальных корневых каналах была подтверждена (P > 0.05) (Таблица 2). Статистических различий между протестированными системами по объему твердых тканей остатков (P > 0.05), удаленной дентине после подготовки (P > 0.05) и проценту нетронутых стенок канала как в мезиальных, так и в дистальных каналах (P > 0.05) не наблюдалось. Ни один из протоколов подготовки не смог подготовить все поверхности корневых каналов (Рис. 3) или сделать корневые каналы свободными от твердых тканей остатков (Таблица 2). Средние проценты неподготовленных стенок канала составили 21.8% (Reciproc Blue), 17.4% (REX) и 21.5% (WaveOne Gold) в мезиальных каналах (Таблица 2), и 16.8% (Reciproc Blue), 13.6% (REX) и 17.0% (WaveOne Gold) в дистальных каналах (Таблица 2).

Обсуждение

Настоящее исследование предоставляет ответы на ряд вопросов о механическом поведении 3 ротационных систем с использованием многометодного анализа. Основное преимущество этого подхода заключается в возможности компенсировать слабые стороны каждого теста, предоставляя больше информации, лучшее понимание и превосходную внутреннюю и внешнюю валидацию. Кроме того, этот подход избегает феномена «компартментализации знаний», т.е. знаний о конкретной области, состоящих из нескольких отдельных, не связанных частей, обычно получаемых с помощью одно- или двухкратных методов оценки. В этом исследовании были оценены общий дизайн, качество производства, элементный состав и температуры фазовых превращений ротационных систем NiTi Reciproc Blue, WaveOne Gold и REX для достижения лучшего понимания результатов, полученных в тестах на циклическую усталость, торсионное сопротивление, изгиб и формообразующую способность. Несмотря на сходства в отношении спиральных углов (Таблица 1), элементного состава и формообразующей способности (Таблица 2, Рис. 3), были отмечены значительные различия в общем дизайне (Рис. 1), механических свойствах (Таблица 1) и температурах переходных фаз (Рис. 2), и нулевая гипотеза была частично отвергнута.

Анализ механических характеристик систем подготовки NiTi должен проводиться с учетом нескольких факторов. Поскольку сплавы тестируемых инструментов в этом исследовании были схожи по элементному составу, информация о температуре их фазовых превращений (аустенитные и мартенситные кристаллографические структуры) и дизайне имеет первостепенное значение для объяснения их механического поведения. Учитывая различия в размерах инструментов, доступных в каждой тестируемой системе, первый анализ DSC был проведен только для инструментов с размером наконечника 25 и показал наличие сплава R-фазы во всех из них при температуре испытания (20 °C) (Рис. 2a). Сплав R-фазы характеризуется как промежуточная кристаллическая фаза, которая возникает в очень узком диапазоне температур на кривой нагрева или охлаждения между мартенситными и аустенитными формами. Это изменение фазы в кристаллической структуре сплава приводит к снижению сопротивления упругой деформации (высокая гибкость и низкая жесткость), увеличивая его сопротивление циклической усталости, при этом снижая его крутильное сопротивление по сравнению с обычными аустенитными сплавами. Промежуточная R-фаза имеет специфические температуры для своего формирования, обозначенные как Rs для начала формирования фазы и Rf для окончания. В данном исследовании REX имел самую высокую температуру Rf (34.2 °C), за ним следовали WaveOne Gold (28.8 °C) и Reciproc Blue (20 °C) (Рис. 2a). Учитывая, что механические испытания проводились в соответствии с международным стандартом для тестирования температуры превращения никель-титановых сплавов при комнатной температуре (20 °C), можно было бы ожидать, что все инструменты будут иметь мартенситные характеристики во время испытания. В отличие от этого, при температуре тела (36°C) инструмент, который быстрее всего приблизится к аустенитной кристаллографической структуре, будет Reciproc Blue. Таким образом, в зависимости от температуры испытания инструменты могут проявлять изменения в своем поведении. Поскольку это первое исследование, оценивающее систему REX, второй анализ DSC был проведен для его набора инструментов (Рис. 2b) и подтвердил заявление производителя о том, что эти инструменты изготовлены с использованием различных индивидуальных термических обработок. Однако результаты DSC предполагают лишь незначительные различия в температурах превращения R-фазы и мартенситной B19’ как при охлаждении, так и при нагревании.

Несмотря на то, что анализ DSC показал, что инструмент REX имел более высокое мартенситное содержание, чем Reciproc Blue при комнатной температуре (20 °C) (Рис. 2a), между ними не было обнаружено различий в циклической усталости, угле поворота (крутильный тест) и тестах на изгиб (Таблица 1), что можно объяснить большим металлическим сердечником (Рис. 1) и большим количеством лопастей (Таблица 1) инструментов REX. Различия в конструкции также помогают объяснить наибольший максимальный крутящий момент до разрушения, наблюдаемый во время теста на крутильную стойкость инструментов REX (Таблица 1). С другой стороны, хотя WaveOne Gold также имел высокое мартенситное содержание (Рис. 2a), он показал более низкое время до разрушения (циклическая усталость) и гибкость (стойкость к изгибу), чем REX и Reciproc Blue (Таблица 1). Снова конструкция WaveOne Gold с его большим поперечным сечением и сужением (Рис. 1) может объяснить результаты. Хотя были замечены лишь незначительные различия в термической обработке инструментов REX (Рис. 2b), они могут повлиять на их клиническое поведение. Например, при тестовой температуре (20° C) более низкий As у REX Glide Path указывает на более аустенитное содержание по сравнению с другими инструментами, что может быть интерпретировано как лучшая стойкость к кручению. В свою очередь, REX 40 имел наивысший As среди инструментов REX. Это означает, что этот инструмент с большим сужением и термической обработкой может обладать высокой прочностью на крутящий момент и гибкостью во время формовочных процедур, что является важным аспектом, который может предотвратить разрушение из-за крутящего стресса.

В последние годы наблюдается тенденция в индустрии разрабатывать собственные термические обработки сплава NiTi с целью создания ультрагибких инструментов с превосходным количеством мартенситного кристаллографического строения при температурах выше 30°C и/или за счет изменения дизайна с увеличенным количеством спиралей и уменьшенным металлическим сердечником. В лаборатории эти изменения обычно улучшают некоторые механические свойства инструмента, включая сопротивление циклической усталости, угол вращения и гибкость (сопротивление низкому изгибному нагрузке), но, с другой стороны, они могут компрометировать его крутильную прочность. Кроме того, в клинической практике ультрагибкие инструменты обычно требуют применения большего апикального давления для достижения рабочей длины, что может привести к ранней пластической деформации или разрушению. Поэтому, учитывая невозможность создания единственного инструмента, который сочетал бы все лучшие металлургические и механические характеристики с доступной технологией, последние поколения ротационных систем включают в один набор инструменты с различными дизайнами и кристаллографическими структурами. В теории это позволяет настраивать инструмент для улучшения его сопротивления разрушению и/или гибкости в зависимости от морфологии канала или фазы лечения. Это, например, предложение некоторых недавно запущенных систем, включая EdgeSequel Sapphire (EdgeEndo, Альбукерке, Нью-Мексико), ProTaper Ultimate (Dentsply Sirona Endodontics, Бейлагес, Швейцария), Genius Proflex (Medidenta, Лас-Вегас, Невада), One Endo File (NanoEndo LCC, Чаттануга, Теннесси) и систему REX, оцененную в этом исследовании. Хотя анализ DSC продемонстрировал различия в термической обработке инструментов REX, это не отразилось на лучшей форме при работе с экстрагированными зубами по сравнению с другими протестированными системами (Таблица 2). Мультиметодическое исследование, примененное в этом исследовании, включало не только оценку металлургических и механических свойств инструментов, но и оценку нескольких параметров формообразующей способности, полученных из подготовки корневого канала экстрагированных моляров с использованием микро-КТ-изображений, аналитического инструмента, который позволяет отслеживать образец в продольном направлении в разные временные точки. Были предприняты предварительные усилия для обеспечения анатомического соответствия образцов в каждой группе в соответствии с некоторыми морфометрическими параметрами, чтобы создать надежную базу и повысить внутреннюю валидность исследования. Хотя различия можно было наблюдать в общем дизайне инструментов (Рис. 1) и в их механическом поведении (Таблица 1), значительных различий между ними по объему твердых тканей, удаленных после подготовки, и проценту нетронутых стенок канала как в мезиальных, так и в дистальных каналах не наблюдалось (Таблица 2). Кроме того, не было зафиксировано ни одного разрушения инструмента или значительного отклонения от оригинального канала. Эти результаты можно объяснить использованием инструментов с аналогичными размерами, протоколами подготовки и кинематикой в анатомически сбалансированных образцах, что подтверждает недавние исследования с использованием микро-КТ. Ни один из протоколов подготовки не смог подготовить все поверхности корневого канала или сделать корневые каналы свободными от твердых тканей, что также соответствует предыдущим публикациям. Кроме того, этот результат согласуется с другими исследованиями, которые также не показали разницы в проценте нетронутых областей канала в экстрагированных зубах после использования Reciproc Blue и WaveOne Gold. Сравнение с системой REX провести не удалось, так как это первое исследование, оценившее ее формообразующую способность.

Сильные стороны настоящего исследования заключаются в многометодической оценке различных ротационных инструментов с использованием методологий, подтвержденных международными стандартами или ранее использованных методов с высокой внутренней валидностью, что позволило получить надежное и достоверное понимание их механических характеристик. Ограничения включают отсутствие других тестов, таких как эффективность резания, микроhardness, устойчивость к изгибу и измерения размеров инструментов. Поэтому будущие исследования должны включать дополнительные методологии для оценки других ротационных или реверсивных систем NiTi с различными конструкциями и кристаллографическими расположениями.

Выводы

В условиях этого многометодического исследования системы Reciproc Blue, WaveOne Gold и REX были схожи по элементному составу и способности к формированию, но показали значительные различия в их общем дизайне, фазах температурного перехода и механическом поведении.

Авторы: Эммануэль Ж. Н. Л. Силва, Жоржи Н. Р. Мартинс, Наташа К. Ажуз, Энрике душ Сантуш Антунес, Виктор Таларико Леал Виейра, Франсиско Мануэл Браз-Фернандес, Фелипе Гонсалвеш Белладонна, Марко Aurélio Версини

Ссылки:

1. Parashos P, Messer HH (2006) Поломка ротационных инструментов NiTi и ее последствия. J Endod 32:1031–1043. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2006.06.008
2. Sattapan B, Nervo GJ, Palamara JE и др. (2000) Дефекты ротационных никель-титановых файлов после клинического использования. J Endod 26:161–165. https://doi.org/10.1097/00004770-200003000-00008
3. Yared G (2008) Подготовка канала с использованием только одного ротационного инструмента Ni-Ti: предварительные наблюдения. Int Endod J 41:339–344. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2007.01351.x
4. De-Deus G, Moreira EJ, Lopes HP и др. (2010) Продленный срок службы циклической усталости инструментов F2 ProTaper, используемых в ротационном движении. Int Endod J 43:1063–1068. https://doi.org/10.1111/j.1365-2591.2010.01756.x
5. Caballero-Flores H, Nabeshima CK, Binotto E и др. (2019) Частота поломок инструментов из системы с одним файлом, используемой студентами в программе аспирантуры по эндодонтии: поперечное ретроспективное исследование. Int Endod J 52:13–18. https://doi. org/10.1111/iej.12982
6. De-Deus G, Cardoso ML, Simões-Carvalho M и др. (2021) Путь скольжения с ротационным инструментом для нахождения пути: производительность и частота поломок. J Endod 47:100–104. https://doi.org/10. 1016/j.joen.2020.09.015
7. Ruivo LM, Rios MA, Villela AM и др. (2021) Частота поломок инструментов Reciproc во время повторного лечения корневых каналов, проводимого аспирантами: поперечное ретроспективное клиническое исследование. Restor Dent Endod 46:e49. https://doi.org/10.5395/rde.2021.46.e49
8. Gavini G, Santos MD, Caldeira CL и др. (2018) Никель-титановые инструменты в эндодонтии: краткий обзор современного состояния. Braz Oral Res 18:e67. https://doi.org/10.1590/1807-3107bor-2018.vol32.0067
9. Zupanc J, Vahdat-Pajouh N, Schafer E (2018) Новые термомеханически обработанные сплавы NiTi - обзор. Int Endod J 51:1088–1103. https://doi.org/10.1111/iej.12924
10. Zhou H, Peng B, Zheng Y (2013) Обзор механических свойств никель-титановых эндодонтических инструментов. Endod Topics 29:42–54. https://doi.org/10.1111/etp.12045
11. Kaval ME, Capar ID, Ertas H (2016) Оценка циклической усталости и крутильной устойчивости новых ротационных никель-титановых файлов с различными свойствами сплава. J Endod 42:1840–1843. https://doi.org/10.1016/j.joen.2016.07.015
12. Plotino G, Grande NM, Mercade Bellido M и др. (2017) Влияние температуры на сопротивление циклической усталости ротационных файлов ProTaper Gold и ProTaper Universal. J Endod 43:200–202. https://doi. org/10.1016/j.joen.2016.10.014
13. Silva EJ, Martins JNR, Lima CO и др. (2020) Механические испытания, металлургическая характеристика и способность формообразования ротационных инструментов NiTi: многометодическое исследование. J Endod 46:1485–1494. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.07.016
14. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D и др. (2022) Сравнение пяти ротационных систем по дизайну, металлургии, механическим характеристикам и подготовке канала - многометодическое исследование. Clin Oral Investig 26:3299–3310. https://doi.org/10.1007/ s00784-021-04311-x
15. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D и др. (2022) (2022) Дизайн, металлургические характеристики и механическое поведение никель-титановых эндодонтических инструментов из пяти различных термообработанных ротационных систем. Materials (Basel). 15:1009. https://doi.org/10.3390/ma15031009
16. ASTM International. ASTM:F2004-7—стандартный метод испытания для определения температуры превращения никель-титановых сплавов с помощью термического анализа, 2004.
17. Martins JNR, Silva EJ, Marques D и др. (2021) Дизайн, металлургические характеристики, механическая производительность и подготовка канала шести ротационных инструментов. Int Endod J 54:1623–1637. https://doi. org/10.1111/iej.13529
18. ASTM International. ASTM:F2516-07—стандартные методы испытаний для испытания на растяжение никель-титановых суперэластичных материалов, 2007.
19. ANSI/ADA Спецификация № 28-2002. Файлы и реамеры для корневых каналов, тип K для ручного использования. 2002.
20. ISO 3630-3631:2008. Стоматология - инструменты для корневых каналов - часть 1: общие требования и методы испытаний. 2008.
21. Paqué F, Laib A, Gautschi H и др. (2009) Анализ накопления твердых остатков тканей с помощью высокоразрешающей компьютерной томографии. J Endod 35:1044–1047. https://doi.org/10.1016/j.joen.2009.04.026
22. De-Deus G, Belladonna FG, Silva EJ и др. (2015) Оценка микрокомпьютерной томографии неинструментированных областей канала с различными увеличениями, выполненными системами NiTi. Braz Dent J 26:624–629. https://doi. org/10.1590/0103-6440201300116
23. Hunter A, Brewer JD (2015) Проектирование многометодического исследования. В: Hesse-Biber S, Johnson RB (eds) Оксфордское руководство по многометодическим и смешанным методам исследования. Oxford University Press
24. Schoenfeld A (1986) О наличии и использовании геометрических знаний. В: Hiebert J (ed) Концептуальные и процедурные знания: случай математики, 1-е изд. Lawrence Erlbaum Associates, Хиллсдейл, Нью-Джерси
25. Lopes HP, Gambarra-Soares T, Elias CN и др. (2013) Сравнение механических свойств ротационных инструментов, изготовленных из обычной никель-титановой проволоки, M-проволоки или никель-титанового сплава в R-фазе. J Endod 39:516–520. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.12.006
26. Shen Y, Zhou HM, Zheng YF и др. (2013) Текущие проблемы и концепции термомеханической обработки никель-титановых инструментов. J Endod 39:163–172. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.11.005
27. Versiani MA, Leoni GB, Steier L и др. (2013) Исследование микрокомпьютерной томографии овальных каналов, подготовленных с помощью саморегулируемого файла, Reciproc, WaveOne и универсальных систем ProTaper. J Endod 39:1060–1066. https://doi.org/10.1016/j.joen.2013.04.009
28. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D и др. (2021) Сравнение дизайна, металлургии, механической производительности и способности формообразования репликоподобных и поддельных инструментов системы ProTaper Next. Int Endod J 54:780–792. https://doi.org/10.1111/iej.13463
29. Belladonna FG, Carvalho MS, Cavalcante DM и др. (2018) Оценка способности формообразования нового инструмента Reciproc с термической обработкой синего цвета с помощью микрокомпьютерной томографии. J Endod 44:1146–1150. https://doi.org/10.1016/j.joen.2018.03.008
30. Gagliardi J, Versiani MA, de Sousa-Neto MD и др. (2015) Оценка характеристик формообразования ProTaper Gold, ProTaper NEXT и ProTaper Universal в изогнутых каналах. J Endod 41:1718–1724. https://doi.org/10.1016/j.joen.2015.07.009
31. Martins JNR, Silva EJNL, Marques D и др. (2020) Механическая производительность и металлургические характеристики ProTaper Universal и 6 репликоподобных систем. J Endod 46:1884–1893. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.08.021
32. Zuolo ML, Zaia AA, Belladonna FG и др. (2018) Оценка способности формообразования четырех систем инструментов для корневых каналов в овальных каналах с помощью микрокомпьютерной томографии. Int Endod J 51:564–571. https://doi.org/10.1111/iej.12810
33. De-Deus G, Marins J, Silva EJ и др. (2021) Накопленные твердые остатки тканей, образованные во время подготовки канала с ротационными и рециркуляционными никель-титанами. J Endod 41:676–681. https://doi.org/10.1016/j.joen.2014.11.028
34. Pérez Morales MLN, González Sánchez JA, Olivieri JG и др. (2021) Оценка микрокомпьютерной томографии и сравнительное исследование способности формообразования 6 никель-титановых файлов: in vitro исследование. J Endod 47:812–819. https://doi.org/10.1016/j.joen.2020.12.021